三相电是如何产生的呢?

发表于 2018-02-06 13:54:12 收藏 已收藏
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三相电是如何产生的呢?

发表于 2018-02-06 13:54:12
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由于工农业生产中三相交流电路的使用,大多数发电厂都发生对称三相电源电动势。那么,对称三相电源电动势如何由三相发电机产生呢?

由三相交流电源供电的电路。简称三相电路。三相交流电源指能够提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源,最常用的是三相交流发电机。三相发电机的各相电压的相位互差120°。它们之间各相电压超前或滞后的次序称为相序。三相电动机在正序电压供电时正转,改为负序电压供电时则反转。因此,使用三相电源时必须注意其相序。一些需要正反转的生产设备可通过改变供电相序来控制三相电动机的正反转。

三相交流电就是有三个相差120度电角度的正弦波电压。三相交流发电机内有有三个相差120度电角度的线圈,转动时就能产生三相交流电了。

三相电是如何产生的呢?

三相电源连接方式 常用的有星形连接(即Y形)和三角形连接(即△形)。从电源的3个始端引出的三条线称为端线(俗称火线)。任意两根端线之间的电压称为线电压。星形连接时线电压为相电压的倍;3个线电压间的相位差仍为120°,它们比3个相电压各超前30°。星形连接有一个公共点,称为中性点。三角形连接时线电压与相电压相等,且3个电源形成一个回路,只有三相电源对称且连接正确时,电源内部才没有环流。

三相负载 按三相阻抗是否相等分为对称三相负载和不对称三相负载。三相电动机、三相电炉等属前者;一些由单相电工设备接成的三相负载(如生活用电及照明用电负载),通常是取一条端线和由中性点引出的中线(俗称地线)供给一相用户,取另一端线和中线给另一相用户。这类接法三条端线上负载不可能完全相等,属不对称三相负载。三相负载的连接方式也有星形与三角形之分。

三相电路的瞬时功率(见交流电路中的功率)等于各相瞬时功率之和。即

P=PA+PB+PC

式中下标分别表示各相。对于对称电路,

此时UA=UB=UC=UP,式中UP、IP、U、I分别是相电压、相电流、线电压和线电流的有效值。对称三相电路的平均功率与其瞬时功率相等。其无功功率为UIsin,视在功率为。对称三相电路的瞬时功率为常量,因此,正常运行时带动三相发电机的原动机所受的反力矩和三相电动机的输出转矩都是平稳的。

这里有一个三相发电机的结构图,它与单相交流发电机在结构上大体相似, 不同的地方只是在电枢上装有三个几何形状、尺寸与匝数都相同的线圈, 这三个线圈(A、B、C)在空间位置上彼此相隔120o。

三相电是如何产生的呢?

1.相头、相尾、绕组

上图A、B、C引出的线端称为相的起端,或相头;与之相应的另一个引出的线端x,y,z称为三相绕组。

2.三相电动势

当电枢逆时针方向匀速转动时,绕组在磁极中相应作切割磁力线运动,每个绕组将产生一个交流电动势,其角频率和极大值均相等,但三个电动势在相位上相隔,这一组电动势就是对称三相电动势。

现假设电动势的正方向是由相尾指向相首,并设A相的初相为零,则该三相电动势的瞬时表达式可以表示为:

其复数有效值表示形式为:

3.三相交流电曲线图与矢量图

        根据上述原理可以得到三相电源的正弦曲线图和矢量图

三相电是如何产生的呢?

三相电的产生

导线切割磁感线就会产生电流,所以在发电机的定子磁铁中放着三个间隔120度的同样线圈,分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈,当磁性转子转动,A、B、C每相就会产生电流,由此便得到三相电,如下图1所示。

由于切割的导线长度一样,并在同一对磁极中旋转,而且旋转的速度是一样的,所以这三个线圈所感应的电动势大小也相等。又由于旋转速度相同,所以三个线圈产生电流的频率相同。不过三个线圈的相位角相差120度,得到电流相位相差120度。所以我们也可以看成是由三个频率相同而彼此相差120度的单相交流电的合并。

三相电是如何产生的呢?

正常情况下,发电机发出来的电压和电流都是正弦波形,且电流和电压的相位是相同的,但是由于容感性负载的存在使得电流和电压的相位不相等,导致功率因数低。

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